研究背景

中醫(yī)“聞診”雖能通過氣味洞察臟腑病變，但受限于主觀感官差異，一直難以實現(xiàn)標準化與現(xiàn)代臨床推廣。將這一古老的嗅覺智慧轉(zhuǎn)化為客觀的科學(xué)數(shù)據(jù)，是推動其現(xiàn)代化進程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

人體呼出氣體中蘊含著豐富的揮發(fā)性有機化合物，作為反映機體代謝與病理狀態(tài)的“生化信使”，它們?yōu)榇颂峁┝丝茖W(xué)載體。通過分析 VOCs 圖譜，不僅能捕捉糖尿病、癌癥等疾病的蹤跡，更能將中醫(yī)描述的“通過氣味辨證”精準翻譯為分子語言。文中利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用 (GC-MS) 與電子鼻系統(tǒng)，結(jié)合機器學(xué)習(xí)算法，構(gòu)建了從氣味采集、模式識別到辨證分析的全鏈條技術(shù)平臺。

研究內(nèi)容

近日，大連理工大學(xué)楊明輝教授帶領(lǐng)研究團隊將中醫(yī)“聞診”理論（臊、焦、香、腥、腐）與現(xiàn)代 VOCs 生物標志物進行關(guān)聯(lián)，為基于傳感器陣列的 VOCs 檢測技術(shù)發(fā)展開辟了新的病理生理學(xué)視角。文章中強調(diào)，該研究致力于打破學(xué)科壁壘，激發(fā)跨學(xué)科對話，為開發(fā)具有中醫(yī)理論特色的氣體傳感診斷設(shè)備提供啟發(fā)性思路。

圖 1中醫(yī)聞診與現(xiàn)代技術(shù)融合

文中深入總結(jié)歸納技術(shù)、數(shù)據(jù)處理到臨床應(yīng)用的中醫(yī)使用場景，旨在探討中醫(yī)辨證理論與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)鑒定的疾病特異性揮發(fā)性有機化合物 (VOC) 生物標志物之間的潛在關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)總結(jié) VOC 檢測技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，梳理 GC-MS（高精度成分分析）與電子鼻（快速模式識別）在中醫(yī)聞診客觀化中的互補作用，闡明“高精尖”實驗室設(shè)備與“便攜化”臨床設(shè)備在中醫(yī)現(xiàn)代化進程中的不同應(yīng)用定位。并深入探討了機器學(xué)習(xí)（如 KNN, SVM, RF, XGBoost）在 VOCs 高維數(shù)據(jù)降維、特征提取及證型分類中的應(yīng)用，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式，將中醫(yī)的“整體觀”與 AI 的“模式識別”能力相結(jié)合，顯著提升了證型判別的準確率。該研究實現(xiàn)了臨床醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)的深度融合，旨在“醫(yī)工結(jié)合”戰(zhàn)略指引下闡釋中醫(yī)理論的科學(xué)內(nèi)涵。期望本文能激發(fā)更多跨學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新，共同推動傳感與診斷技術(shù)的進步。

圖 2中醫(yī)聞診與呼氣 VOCs 綜合分析流程

論文信息

Molecular sensing transforms olfactory diagnosis in traditional Chinese medicine: a critical review

Ling Leng, Ruihan Zhang, Yuxia Shan, Rong Chen, Minghui Yang*, Zhenze Cui* and Yuan Liang*

Sens. Diagn., 2026

https://doi.org/10.1039/D5SD00196J

審核編輯 黃宇